GB/T 40258-2021： 中空纖維膜耐化學清洗劑腐蝕效能評價方法
Evaluation method for corrosion resistance of hollow fiber membrane to chemical cleaning agent
前 言
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中空纖維膜耐化學清洗劑腐蝕效能 評價方法
1 範圍
本檔案規定了中空纖維膜對酸性、鹼性和氧化性的化學清洗劑耐腐蝕效能的評價方法。
本檔案適用於中空纖維微濾膜和中空纖維超濾膜對酸性、鹼性和氧化性的化學清洗劑耐腐蝕效能的評價，其他形式膜的耐化學清洗劑腐蝕效能的評價可參照執行。
2 規範性引用檔案
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GB/T 1227 精密壓力錶
GB/T 6682 分析實驗室用水規格和試驗方法
GB/T 32095。3-2015 家用食品金屬烹飪器具不粘表面性能及測試規範 第3部分：耐腐蝕性測試規範
GB/T 32360-2015 超濾膜測試方法
GB/T 32361-2015 分離膜孔徑測試方法 泡點和平均流量法
GB/T 38908-2020 家用反滲透及納濾膜元件耐氯性測試方法
GB/T 38949-2020 多孔膜孔徑的測試 標準粒子法
CJ/T 530-2018 飲用水處理用浸沒式中空纖維超濾膜元件及裝置
HY/T 213-2016 中空纖維超/微濾膜斷裂拉伸強度測定方法
HY/T 233-2018 超濾膜效能檢測方法 第1部分：總則
3 術語和定義
GB/T 32095。3-2015、GB/T 32360-2015、GB/T 32361-2015、CJ/T 530-2018、HY/T 213-2016和HY/T 233-2018界定的以及下列術語和定義適用於本檔案。
3。1
耐腐蝕性
抗化學介質腐蝕破壞的能力。
［來源：GB/T 32095。3-2015，2。3，有修改］
3。2
自支撐膜
本身具有自主支撐效能的中空纖維膜。
［來源：CJ/T 530-2018，3。2］
3。3
支撐膜
採用增強材料作為內支撐的中空纖維膜。
［來源：CJ/T 530-2018，3。3］
3。4
斷裂拉伸強力
中空纖維超/微濾膜經拉伸至斷裂時所施加的最大力。
［來源：HY/T 213-2016，3。1］
3。5
斷裂伸長率
由斷裂強力產生長度的增量對中空纖維超/微濾膜初始長度的百分率。
［來源：HY/T 213-2016，3。3］
3。6
純水通量
在一定壓力、一定溫度下，單位面積、單位時間透過膜的純水體積。
［來源：CJ/T 530-2018，3。9］
3。7
截留率
表示脫除特定組分的能力。
［來源：GB/T 32360-2015，3。7］
3。8
泡點壓力
第一個氣泡出現並引導連續出泡時的臨界壓力。
［來源：GB/T 32361-2015，3。1］
3。9
爆破強度
在膜面上施加垂直於膜面的流體壓力，膜開始爆破時的臨界壓力。
［來源：HY/T 233-2018，3。4］
4 評價方法
4。1 原理
在一定溫度下，將中空纖維膜樣品在一定濃度的酸性或鹼性或氧化性化學清洗劑溶液中密閉浸泡一定時間，對比浸泡前後膜樣品效能指標（包括斷裂拉伸強力、斷裂伸長率、純水通量、截留率、泡點壓力和爆破強度等）的變化率，根據效能指標變化率的數值所在區間，評價中空纖維膜耐相應的化學清洗劑腐蝕效能的類別。
4。2 試驗條件
試驗環境溫度：（20±2）℃；純水通量、截留率測試水溫：（25。0±0。5）℃。
4。3 試劑
除非另有規定，僅使用分析純試劑。
4。3。1 水，GB/T 6682，三級。
4。3。2 鹽酸，pH值為1。0±0。1。
4。3。3 氫氧化鈉水溶液，pH值為13。0±0。1。
4。3。4 次氯酸鈉水溶液，按GB/T 38908-2020附錄B的規定配製，遊離氯質量濃度為（5000±100）mg/L。
4。4 儀器裝置
4。4。1 等速伸長電子拉伸裝置：符合HY/T 213-2016中5。1的規定。
4。4。2 純水通量測試裝置：符合GB/T 32360-2015附錄A的規定。
4。4。3 截留率測試裝置：超濾膜測試裝置符合GB/T 32360-2015附錄A的規定，微濾膜測試裝置符合GB/T 38949-2020附錄C的規定。
4。4。4 泡點壓力和爆破強度測試裝置：符合附錄A中A。1的規定。
4。5 樣品
取經過目視檢測平直、未折繞、未產生拉伸或損傷、外觀無缺陷的中空纖維膜，浸沒在水中，密封一側埠，另一側埠充入壓縮空氣至完整性檢驗壓力（自支撐膜0。050MPa、微濾支撐膜0。020MPa、超濾支撐膜0。030MPa），保壓60s~90s，選取其中無氣泡產生的中空纖維膜，擷取長度為1300mm或800mm，用水浸泡30min，多次漂洗至清洗水pH值為6。5~7。5，再用水浸泡4h，將中空纖維膜均分為四份，每份至少70根，一份作為空白樣品，另三份作為試驗樣品，待用。
4。6 試驗步驟
4。6。1 耐酸性化學清洗劑腐蝕效能
中空纖維膜耐酸性化學清洗劑腐蝕效能評價試驗步驟如下：
a） 將一份試驗樣品在鹽酸中密閉浸泡24h，空白樣品在水中密閉浸泡24h；
b） 取出浸泡後的樣品，按4。5規定的檢驗壓力再次檢測樣品的完整性，若有樣品完整性不合格，則列為Ⅳ類，若完整性合格，繼續進行以下試驗步驟；
c） 取空白樣品70根，其中50根樣品按HY/T 213-2016的規定，測定其斷裂拉伸強力和斷裂伸長率；5 根樣品按 GB/T 32360-2015 中 5。1 的規定，測定其純水通量；5 根樣品按
GB/T 32360-2015中5。2或GB/T 38949-2020第6章a）~g）的規定，測定其截留率；10根
樣品按附錄A的規定，測定其泡點壓力和爆破強度；
d） 浸泡後的試驗樣品用水多次漂洗，至清洗水的pH值為6。5~7。5；
e） 取試驗樣品70根，按與步驟c）相同的方法，測定其斷裂拉伸強力、斷裂伸長率、純水通量、截留率、泡點壓力和爆破強度；
f） 各取5組空白樣品與試驗樣品進行平行試驗，分別計算空白樣品與試驗樣品的斷裂拉伸強力平均值L0和L、斷裂伸長率平均值E0和E、純水通量平均值F0和F、截留率平均值R0和R、泡點壓力p0和p、爆破強度B0和B，按4。7中公式（1）~公式（6）計算試驗樣品相對於空白樣品的效能指標變化率。
4。6。2 耐鹼性化學清洗劑腐蝕效能
中空纖維膜耐鹼性化學清洗劑腐蝕效能評價試驗步驟如下：
a） 將一份試驗樣品在氫氧化鈉水溶液中密閉浸泡24h；
b） 按4。6。1中的步驟b）、d）、e）、f）進行試驗和計算。
4。6。3 耐氧化性化學清洗劑腐蝕效能
中空纖維膜耐氧化性化學清洗劑腐蝕效能評價試驗步驟如下：
a） 將一份試驗樣品在次氯酸鈉水溶液中密閉、避光浸泡24h；
b） 按4。6。1中的步驟b）、d）、e）、f）進行試驗和計算。
4。6。4 挑戰性試驗
針對使用要求，高於4。3。2、4。3。3、4。3。4規定的酸、鹼和遊離氯濃度，可按4。6。1中的步驟b）、d）、e）、f）進行挑戰性試驗，按4。8的規定評價中空纖維膜的耐化學清洗劑腐蝕效能類別。
4。7 試驗資料處理
4。7。1 斷裂拉伸強力變化率
斷裂拉伸強力變化率ΔL，按式（1）計算：
ΔL=|L-L0|L0 ×100 （1）
式中：
ΔL ——-斷裂拉伸強力變化率，%；
L0 ——-空白樣品的斷裂拉伸強力平均值，單位為牛頓（N）；
L ——-試驗樣品的斷裂拉伸強力平均值，單位為牛頓（N）。
4。7。2 斷裂伸長率變化率
斷裂伸長率變化率ΔE，按式（2）計算：
ΔE=|E-E0|E0×100 （2）
式中：
ΔE ——-斷裂伸長率變化率，%；
E0 ——-空白樣品的斷裂伸長率平均值，%；
E ——-試驗樣品的斷裂伸長率平均值，%。
4。7。3 純水通量變化率
純水通量變化率ΔF，按式（3）計算：
ΔF=|F-F0|F0×100 （3）
式中：
ΔF ——-純水通量變化率，%；
F0 ——-空白樣品的純水通量平均值，單位為升每平方米小時［L/（m2·h）］；
F ——-試驗樣品的純水通量平均值，單位為升每平方米小時［L/（m2·h）］。
4。7。4 截留率變化率
截留率變化率ΔR，按式（4）計算：
ΔR=|R-R0|R0×100 （4）
式中：
ΔR ——-截留率變化率，%；
R0 ——-空白樣品的截留率平均值，%；
R ——-試驗樣品的截留率平均值，%。
4。7。5 泡點壓力變化率
泡點壓力變化率Δp，按式（5）計算：
Δp=|p-p0|p0×100 （5）
式中：
Δp——-泡點壓力變化率，%；
p0 ——-空白樣品的泡點壓力平均值，單位為兆帕（MPa）；
p ——-試驗樣品的泡點壓力平均值，單位為兆帕（MPa）。
4。7。6 爆破強度變化率
爆破強度變化率ΔB，按式（6）計算：
ΔB=|B-B0|B0×100 （6）
式中：
ΔB ——-爆破強度變化率，%；
B0 ——-空白樣品的爆破強度平均值，單位為兆帕（MPa）；
B ——-試驗樣品的爆破強度平均值，單位為兆帕（MPa）。
4。8 評價規則
4。8。1 一般規定
4。8。1。1 根據需要，中空纖維膜耐化學清洗劑腐蝕效能可選擇耐酸性化學清洗劑腐蝕效能、耐鹼性化學清洗劑腐蝕效能和耐氧化性化學清洗劑腐蝕效能中的一項或多項進行評價。
4。8。1。2 膜的耐酸性、耐鹼性、耐氧化性化學清洗劑腐蝕效能類別分別以外觀、斷裂拉伸強力、斷裂伸長率、純水通量、截留率、泡點壓力和爆破強度效能指標的變化率所對應的最低類別確定。
4。8。2 中空纖維膜耐酸性化學清洗劑腐蝕效能
以4。7計算出的膜樣品的斷裂拉伸強力變化率、斷裂伸長率變化率、純水通量變化率、截留率變化率、泡點壓力變化率和爆破強度變化率，根據4。8。1的規定確定膜的耐酸性化學清洗劑腐蝕效能類別。
4。8。3 中空纖維膜耐鹼性化學清洗劑腐蝕效能
以4。7計算出的膜樣品的斷裂拉伸強力變化率、斷裂伸長率變化率、純水通量變化率、截留率變化率、
泡點壓力變化率和爆破強度變化率，根據4。8。1的規定確定膜的耐鹼性化學清洗劑腐蝕效能類別。
4。8。4 中空纖維膜耐氧化性化學清洗劑腐蝕效能
以4。7計算出的膜樣品的斷裂拉伸強力變化率、斷裂伸長率變化率、純水通量變化率、截留率變化率、泡點壓力變化率和爆破強度變化率，根據4。8。1的規定確定膜的耐氧化性化學清洗劑腐蝕效能類別。
4。9 試驗報告
試驗報告應至少包括以下內容，試驗報告示例見附錄B：
a） 中空纖維膜的名稱、材質、規格型號、外觀質量；
b） 送檢單位、送檢日期；
c） 試驗環境溫度、試驗人員、試驗日期；
d） 耐化學清洗劑腐蝕效能評價專案、執行標準、測試液（即酸、鹼或氧化劑）及其濃度、試驗前後試樣效能指標平均值、試驗前後效能指標變化率；
e） 耐化學清洗劑腐蝕效能評價結論；
f） 其他需要說明的事項。
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